董夢秋:破譯衰老密碼

2020-12-06 中國網財經

  辦公桌上、窗臺上,擺滿了綠植,還有一個精緻的小魚缸,四平方米左右的辦公室乾淨溫馨。在見識前幾位PI簡陋的辦公室後,這裡的風景讓人眼前一亮。「哈哈,肯定是黃牛說的,他老說我這是閨房。」董夢秋的一串爽朗笑聲瞬間讓我輕鬆許多。

  受「女生不太擅長理科」這種根深蒂固觀點的影響,我向來對很牛的女科研人員心生敬畏。而翻看董夢秋的簡歷——2001年獲耶魯大學分子生物物理學與生物化學系博士學位,2001—2003年在美國加州大學聖地牙哥分校醫學院做博士後,2003—2007年在美國斯克利普斯研究院做博士後,2007年加入北京生命科學研究所,一看就是超級「學霸」。

  但是帶著幾分魔性的「哈哈哈」讓眼前的董夢秋不再高冷。簡潔的黑色上衣,簡單挽起的長髮,明朗的笑容,如果不是她不時蹦出的我聽不太懂的名詞,你會感覺她就是個鄰家大姐,年輕,陽光。

  「別人聽說我是做衰老研究的,都來問我怎麼可以保持年輕,我說這是秘密,絕對不可以告訴你們。哈哈哈。」泡一杯茶,董夢秋開始跟我們分享「不能說的秘密」之外的她的研究內容。

  衰老研究是生命科學領域近幾十年的熱點方向。董夢秋介紹道,上世紀90年代以前,大部分人覺得研究衰老沒有意義,認為衰老是隨機、不可調控的。一直到1993年,一位線蟲研究專家在線蟲裡發現一個基因突變,這個突變可導致線蟲的壽命翻倍。後來有人在果蠅裡也發現胰島素信號通路跟衰老有關,在人類遺傳學資料中也有線索支持,研究空間被打開。

  董夢秋的一個研究方向是以線蟲為模型研究衰老。他們的重要成果是,發現鈣離子/鈣調素依賴性蛋白激酶Ⅱ和蛋白磷酸酶Calcineurin也參與線蟲的壽命。這項工作2013年發表於eLife。另外,董夢秋實驗室與北大程和平實驗室合作,發現線粒體的「超氧炫」頻率可以預測線蟲的壽命。這一結果對於衰老研究有重大意義。

  「簡單來說就是給線蟲算命。線蟲平均壽命是21天,我們發現,可以利用線粒體的一個生理現象,在線蟲長到第三天的時候,預測它能活多少天,準確率可以達到60%左右。」董夢秋說,這意味著衰老是個程序,是可控可調的。

  在做線蟲研究的工程中,董夢秋無意中進入另一個領域——蛋白質化學交聯結合質譜鑑定技術(CXMS)。這是一種能夠提供豐富的蛋白質摺疊與蛋白質相互作用的信息的新技術,它能幫助測定蛋白質的結構以及蛋白質複合物亞基之間相互作用的界面。

  董夢秋團隊優化了蛋白質化學交聯結合質譜鑑定技術的各個實驗環節,由此提出了一套完整的基於高精度質譜鑑定化學交聯肽段的方法,「優化的環節包括樣品製備、色譜方法、質譜方法和數據分析。凡是我們能想到的都比較測試過了。」董夢秋說。

  在此基礎上,董夢秋團隊與中科院計算所開發了一種化學交聯多肽的鑑定軟體pLink。「pLink針對交聯肽段的質譜數據進行了一系列的設計與優化,預處理、打分、評價、標圖等環節均有自己的獨到之處,是鑑定交聯肽段的利器。這一軟體可以從兩條交聯肽段的二級質譜圖中同時鑑定兩條多肽的序列及交聯位點。」董夢秋說。

  為了訓練pLink軟體,董夢秋團隊採集了700多套合成肽段的交聯質譜數據,前後做了上千次實驗,為了保證質量,都是手工上樣完成的。優化後的CXMS技術適用的樣品範圍更廣,不依賴於特殊的交聯劑,具有極高的通用性。普通的生物實驗室,只要能找到高精度質譜儀分析交聯樣品,就可方便享用CXMS技術。

  pLink解決了交聯質譜數據分析中的兩大難題,即複雜樣品的大資料庫和交聯鑑定的質控問題。「這兩個問題解決了,CXMS就可以為很多生物領域的研究人員服務了」,董夢秋說,「這是我們比較自豪的事情,因為以前國內很少有這種創新的工具和技術,大部分時候是我們跟著別人走,而這個技術完全是我們自己開發,而且能對那麼多人有幫助。」2012年至今,已有600多個用戶下載該軟體,其中三分之二是國外用戶。相關的兩個創新方法兩次登上Nature Methods,分別在2012年和2015年發表,在質譜技術開發上取得了全球領先的地位,實現了我國蛋白質組學領域前所未有的突破。今年董夢秋實驗室發表於eLife上的新型多功能交聯劑還被Nature Methods作為亮點專門報導。

  談到未來,董夢秋笑稱自己不是個很有野心的人。「衰老太複雜了,我覺得很多最基礎的生物學過程沒有搞清楚。」董夢秋謙虛說,「況且我不是個聰明的人,我能踏踏實實把線蟲的衰老研究好,如果我自己不能得出一些規律性的結論,給後來的研究者提供一些素材也好。」

(責任編輯:羅伯特)

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